道路照明标准与道路照明节能

2009年9月 光源与照明 2009年第3期 道路照明标准与道路照明节能 崔元日 河南省照明学会(河南450003) 束惠 河南省纺织建筑设计院有限公司(郑州450007) 摘要简要介绍了道路照明国家标准，并讨论了道路照明节能的技术途径。提出了白光发光二极管(LED)路灯，目前还难于 取代传统的高压钠灯(HPS)路灯。LED路灯需要解决应用上的技术瓶颈，性价比合适才能用于道路照明。 关键词道路照明标准 道路照明节能 发光二极管(LED)路灯 0引言 指正。 建设部《关于进一步加强城市照明节电工作的通 知》中指出：“做好城市绿色照明工程和道路照明及景 观照明节电改造，总结推广城市绿色照明示范丁程和 节电改造示范T程 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 ’’。‘绿色照明工程”是国家十 大重点节能工程之一。经估算，中国城市照明用电大 约128亿kW·h，其中道路照明用电为74亿kW·h， 占照明用电量的58％111。如何在道路照明工程中实现 既节约电能。又保护环境，营造足够亮丽、健康舒适 的道路光环境是人们十分关注的问题。本文仅就道路 照明标准与道路照明节能谈谈粗浅的看法，恳请读者 1关于道路照明的标准 《城市道路照明设计标准》，是道路照明规划和道 路照明设计以及工程施工的依据，它具有特定的法律 效益。有了这个标准，就有可能 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 道路照明市场， 工程实施有章可循，就会建立起健全而系统的道路照 明工程建设和管理、控制的有效机制。只有严格执行 标准，才能使照明工程达到照明的功能性、安全性、 舒适性、节能性和环保性的要求。 《城市道路照明设计标准》中的有关道路照明标准 值如表1所示。 表1 道路照明相关标准值”1 注：1)本表仅适用于高压钠灯。若用金卤灯，则在表中对应的LPD值乘上1．3。 2)设计计算照度大于标准值时，LPD值不得相应增加。 有人指出，全国10个城市22条主干道路照明的 平均照度为66lx．比《城市道路照明设计标准》的标 准值高出三倍以上街。北方某市知青路，属于支干道， 两排对称布灯，每杆用400W／150W，路面亮度可以 ·3l· 万方数据 2009年9月 光源与照明 2009年第3期 穿针引线，照度大于100Ix。某市淮河路是支千道，两 排对称布灯400W／250W，路面最亮处达到4-5cA／m：， 平均照度80lx。 天津市城区24h连续夜天空观测数据指出B1，夜 天空光亮度最低值4．56×10～ed／m2，是黑夜自然天空 光亮度(2．1×10．4cd／m2)的200倍。夜|’日J23时之后 关闭全部景观灯，天空光主要是由道路照明的高压钠 灯(其色度坐标x=0．516，y=0．398)所致。 上述数据说明，这些路面亮度大大超标，夜晚上 射光通超过标准，形成光污染，影响行人、行车的安 全和沿街居民夜晚休息和睡眠，进ffii影响身心健康。 众所周知，人类长期进化过程中，人的生理节律 和感觉器官适应自然光。人的视感觉和视知觉，是在 自然光一白天的日光，夜晚的月光、火光，极光等照 射下演进而形成的。因此，自然光是人类生存繁衍的 光环境。人类文明发展到至今，出现了各种人造照明 光，只要这些人造照明光源对人类活动和休养不产生 不利影响，不会影响或有损人类视觉功能，不会引起 不适感和人体健康，就能给人类生存环境营造舒适的 照明光环境，都可认为是生态光环境。道路照明要给 人们营造的光环境应该是生态光环境。 道路照明超标导致的城市光污染，是城市人居环 境的一大危害，如同空气污染、土质污染、水污染一 样，应坚决加以治理，避免m现光污染。道路照明超 标引起的能源浪费以及相应照明资源的流失，是十分 痛心的，应该引起相关职能部门的高度重视。 在道路照明领域，要真正落实《城市道路照明设 计标准》的规定和标准： ①提高主管部门和业内人士的节能意识和环保意 识。 ②要有严格执行相关标准的有效激励政策和建立 适应市场体制的节能机制和有效的监督 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 。 ③照明规划和道路照明设计及T程实施中以标准 为依据，选用节能环保的照明电光源、灯具、配电器 具和照明控制技术。 ④建立科学合理的照明运行、维护管理的法规和 条令，提高道路照明的管理水平。在现有设备及技术 条件下，道路照明的节能减排，关键是照明运行、维 护的管理。管理出效益，管理出节能，在这种意义下， 节能工作就是管理。 国家制定的道路照明标准中，对不同路面的平均 亮度和照明功率密度与美国、日本等的相应标准值和 LPD值比较尚有一定差距，见表2所示。 ．32· 表2 几个国家道路照明标准值和CIE推荐值罔 我国道路照明标准尚需完善，如只给出机动车交 通道路的LPD值，尚未给出人行道和自行车等非机动 车道的LPD标准值。这都需要通过实践，科学总结， 有待提出相应的节能标准。 2道路照明节能途径与LED路灯 目前，道路照明节能的主要技术途径除了按季节、 按时段、按不同区域以及平时和节假日智能控制技术 以外，有如下几方面的工作。 (1)变功率镇流器，在镇流器上抽头，改变输出 功率，如250～200W，150～100W，⋯⋯HPS路灯 光效町达到140～180lrn／W，可以节能20％。 (2)降压运行节能，因HPS等气体放电灯最佳起 辉稳定放电电压为165—185V，以市电电压灯启动后 降压(大于或等于198V)运行，可节电20％，目前 大多数采用 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 能源管理EPC(ElectronicProduct code)模式运行。 (3)灯具人性化、节能化设计，提高灯具反射面 的反射率，如松下电器曾推出反光罩上了镀多层介 质反射膜，反射率提高剑98％，大大超过了灯具反射 率>70％的要求。但这种模式成本高，价格太高。为 减少上射光通量，进行反眩光设计，既节约电能又保 护夜天空的环保式灯具。近来又有一种“免维修”的 灯具，在灯具表层进行表面处理，使尘埃不易被吸附， 延长灯具维护周期，节约资源。 (4)利用太阳能、风能综合利用的路灯模式。太 阳能光伏照明光电转换效率达15％，国外先进水平达 到15％以上，价格为$3～4／w。有人预测到了2020年 价格下降到<$l，w。因其蓄电池及控制充放电设备等 技术和设备原因，投资高，目前难于普遍接受，只能 搞些个别路段少量的示范工程。有风能利用条件的地 区，可以考虑建设太阳能、风能综合利用的路灯模式。 但是，有待研究解决光电转换效率、蓄电池容量、废 旧蓄电池对环境的危害等技术难题。 万方数据 2009年9月 光源与照明 2009年第3期 (5)开发新光源。如philipscosmopolie路灯，可用 140W功率达到HPS250W路灯效果。色温2800K， Ra=65，光衰减80％时，寿命3XltYh，可节能40％。 作为新光源用于道路照明，有发展潜能的是白光 LED路灯。白光LED作为替代当今节能灯的新照明 光源得到关注，并已取得可喜的进展。最近已有单芯 片lW、3W的产品，光效也已接近100lm／W，个别 的可达到130lm／W。有的已作为路灯光源，用于个别 街道的示范性白光LED路灯的样板T程。 据报道，荷兰爱特和海牙安装philipscitywind白 光LED路灯川，内装24粒，3W／粒，单灯功率 24x3=72W，安装高度4．6m。阿联前迪拜安装美国 LeotkLED路灯，15粒／灯，光通量4708Ira。路面上 达3505lm，街道边侧1202lm，灯具光效32lm／W。 在美国Okaland和大西洋城也有美国能源部的LED路 灯示范区。 某市经济开发区南北向一条街，单侧安装有 DKRLA8型白光LED路灯，48粒／灯，3W／粒，路面 宽8m，灯杆高8m，灯间距30m。经测试：灯杆底 20Ix。两灯杆中心处1-2lx，沿道路纵向有明显的明 暗相间的照度分布，照度分布极不均匀。路边人行道 照度只有0．5一llx。环境指数SR远远低于0．5，不符 合要求。沿着路面横向距灯杆3-5m处，照度值只有 0．5～1lx，照度梯度很大。 上述LED路灯，普遍存在路面亮度不够，亮度分 布极不均匀，纵向有暗一块亮一块的现象。除了灯杆 底部很小范围之外很暗，达不到道路照明的标准值。 道路照明主要的技术指标有四方面，路面亮度，亮度 均匀度、阈限增量和环境指数。目前的LED路灯，除 了眩光指数，阈限增量Tl和LPD值之外均达不到标准。 那么白光LED路灯能否节能呢?有人还专门和传 统的HPS路灯作了比较Ⅲ，得出的结论：白光LED 路灯目前的技术水平还难以替代HPS路灯，还没有显 现节能的长处。 举例：设路宽10m，灯杆间距30m，路面照度 标准值以主干道30lx计算。该道路所需光通量(计 人SR，维护系数0．75)为： 10mx30mx30IxxO．75‘1+(5m+5m)x30mxll2 x30Ix---16500lm。若用250WHPS路灯，该光源标 准光通量为28000lm(最高的可达30000Ira)，显然。 灯具效率起码要达到165001m／28000Ira=0．58％，目 前路灯灯具效率达到70％以上，可满足要求。 若用美国Cree产品Xlamp，色温3500-5000K 色温，该灯具在结温rj=25。C时，最佳光效68lm／w。 在散热设计最佳状态下Tj=75。C，此时结温升高而光 通下降15％。因此，光效将下降，68x0．85=57．8lm／W。 当计人封装透镜损失10％。该道路所需LED功率为： 165001m+57．8lm／Wx0．9=317．3W。 显然，317．3W一250W=67．3W，这说明LED路 灯没有HPS路灯节能。 如Xaamp中间色温3500-5000K，光效68hn／W， 若考虑结温光衰15％，封装透射率90％，驱动损耗 15％、灯具光线利用系数90％，则由此算出的能效为： 68㈣×0．85x0．9x0．85x0．9=39．6删。 显然能效下降得很多。同理，对250WHPS灯具 计算其能效： 灯具效率：165001m+28000Imp-58％ 镇流器损耗：250W×15％=37．5W，因此能效为： 280001mx0．58+(250W+250Wx0．15)=56．8】】矾r． 可见，LED路灯能效不及高压钠灯高，还有较大 的差距。 3结束语 道路照明用电是城市照明用电的大头，因此如何 在道路照明中实现既节能又保护环境，营造足够亮丽 而健康舒适的道路光环境，是业内十分关注的课题， 应当引起相关部门的重视，出台切实可行的节能政策 路径。 《城市道路照明设计标准》是道路照明规划和照明 设计以及照明施工、验收的依据。以此有可能规范道 路照明市场，工程实施有章可循。但有待建立高效而 系统的道路照明建设和管理以及监管控制的有效机制， 严格执行标准和管理规章，才能使道路照明工程达到 照明的功能性、安全性、舒适性、环保性、节能性的 要求。 白光LED路灯，是道路照明的发展方向之一，但 因其单灯功率小，光通量低，封装工艺及散热等方面 的技术复杂，成本高，有待进一步解决应用上的瓶颈， 才有町能替代HPS等传统光源，在道路照明中得到广 泛应用。 参考文献 l C”45—2006，城市道路照明设计标准嘲． 2 肖辉乾，赵建平，城市照明节能若干问题的思考【刀． 照明，2008．43(4) 3 崔元日，崔鲜花．生态光环境与光污染防止们． 光源与照明，200l，67(4) 4 章海骢．LED成为道路、广告照明光源的几点看法．田 照明。2008(6)：37 ·33· 万方数据 道路照明标准与道路照明节能 作者： 崔元日， 束惠 作者单位： 崔元日(河南省照明学会,河南,450003)， 束惠(河南省纺织建筑设计院有限公司,郑州 ,450007) 刊名： 光源与照明 英文刊名： LAMPS AND LIGHTING 年，卷(期)： 2009，(3) 引用次数： 0次 参考文献(4条) 1.CJJ 45-2006.城市道路照明设计标准 2.肖辉乾.赵建平 城市照明竹能若干问题的思考 2008(4) 3.崔元日.崔鲜花 生态光环境与光污染防止 2001(4) 4.章海骢 LED成为道路、广告照明光源的几点看法 2008(6) 相似文献(2条) 1.会议论文 陈仲林 城市道路照明标准研究 本文从视觉科学理论出发,探讨了城市道路照明节能 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,并建议采用辐射光谱成份中含较多的蓝绿色光的金属卤化物灯作为道路照明光源;同时讨论 了半柱面照度和路面平均照度等一起作为城市道路照明标准的必要性. 2.期刊论文 陈仲林 城市道路照明标准研究 -中国照明电器2002(12) 从视觉科学理论出发，探讨城市道路照明节能方法，并建议采用辐射光谱成份中含较多的蓝绿色光的金属卤化物灯作为道路照明光源；同时讨论了 半柱面照度和路面平均照度等一起作为城市道路照明标准的必要性。 本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_gyyzm200903010.aspx 下载时间：2010年4月9日